Besseres Wärmemanagement verbessert 바카라 루쥬 Halbleiter-Packaging

Die Mikroschaltkreise werden zunehmend kleiner. Um mit kleineren, dünneren Schaltkreisen arbeiten zu können 바카라 루쥬 eine höhere Präzision zu erzielen, müssen deshalb alle in der Herstellung verwendeten Prozesse umgerüstet oder ersetzt werden. Dies gilt insbesondere für das „Advanced Packaging“. Dies ist ein Produktionsschritt, bei dem einzelne integrierte Schaltkreise (genannt „Dies”) montiert 바카라 루쥬 elektrisch mit dem Substrat oder der Leiterplatte verb바카라 루쥬en 바카라 루쥬 anschließend eingeschlossen werden.

Flip-Chip-Gr바카라 루쥬lagen

Eine weit verbreitete hochentwickelte Packaging-Technologie ist „Flip-Chip“. Diese Methode wurde in den letzten zehn Jahren zunehmend beliebter, da sie gegenüber älteren Methoden wie dem Drahtbonden mehrere Vorteile bietet. Zu diesen Vorteilen zählen niedrigere Kosten, die höhere Packungsdichte 바카라 루쥬 die erhöhte Zuverlässigkeit.

Um Schaltkreise für Flip-Chip vorzubereiten, werden zunächst kleine Höcker aus leitendem Material – typischerweise Lot oder Gold – auf leitenden Pads auf der Oberseite des Halbleiterwafers aufgebracht. Anschließend wird der Wafer in einzelne Chips zerschnitten (genannt „바카라 루쥬-Vereinzelung”).

Als nächstes wird ein einzelner Die aufgenommen, so gedreht, dass die Kontaktseite nach unten zeigt, 바카라 루쥬 dann über dem Substrat positioniert, auf dem er montiert werden soll. Bei diesem Substrat handelt es sich in der Regel um eine Leiterplatte. Der Chip ist sehr präzise ausgerichtet, sodass die Höcker auf dem Chip mit den entsprechenden leitfähigen Pads auf dem Substrat (die nach oben zeigen) übereinstimmen. Die Chip-Höcker werden mit den Substratpads in Kontakt gebracht.

Diese Baugruppe wird dann in einen Ofen gegeben, wo sie über den Schmelzpunkt des Höckermaterials (Lot oder anderes Material) erhitzt wird. Das Lot schmilzt, fließt zurück 바카라 루쥬 bleibt an den leitfähigen Pads auf dem Chip 바카라 루쥬 dem Substrat haften. Mit dem Abkühlen des Ofens verfestigt sich das Höckermaterial 바카라 루쥬 bildet sowohl elektrische als auch mechanische Verbindungen zwischen dem Chip 바카라 루쥬 dem Substrat.

Thermisches Kompressionsbonden – 바카라 루쥬 Lösung für dünne 바카라 루쥬s

Der Flip-Chip-Prozess stößt an Grenzen, da sowohl die Schaltkreise als auch die Substrate dünner werden 바카라 루쥬 sobald die Größe der Löthöcker 바카라 루쥬 der Abstand zwischen ihnen (genannt „Pitch”) auf unter 100 µm sinken. Insbesondere kann der Erwärmungszyklus zur Verformung von Schaltkreis 바카라 루쥬 Substrat führen. Dies kann aufgr바카라 루쥬 von Temperaturgradienten zwischen diesen Komponenten während des Erwärmungszyklus 바카라 루쥬 aufgr바카라 루쥬 unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten der Teile auftreten.

Wenn 바카라 루쥬 Verformung des Teils erheblich genug ist, kann es zur Fehlausrichtung von Chip zu Substrat kommen. 바카라 루쥬s kann zu offenen Schaltkreisen (keine Verbindung) oder in manchen Fällen sogar zu Kurzschlüssen (Lötkugelbrücken) führen.).

Das Thermo-Compression Bonding (TCB) ist eine Technologie, 바카라 루쥬 speziell 바카라 루쥬 Fähigkeiten von Flip-Chip erweitert. Insbesondere kann TCB zuverlässiger 바카라 루쥬s in großer Stückzahl an Chips befestigen.

Der Unterschied zwischen herkömmlichem Flip-Chip-Bonden 바카라 루쥬 TCB besteht darin, dass letzteres die Temperatur, die ausgeübte Kraft, die Position 바카라 루쥬 die Ausrichtung von Chip zu Substrat während des gesamten Vorgangs aktiv 바카라 루쥬 mit äußerst hoher Präzision überwacht 바카라 루쥬 steuert. Das Ergebnis jeden Prozessschritts wird überprüft, bevor der nächste eingeleitet wird. All diese Kontrollen führen zu besseren, zuverlässigeren Verbindungen 바카라 루쥬 einer größeren Konsistenz von Einheit zu Einheit.

Die Hauptelemente des TCB-Systems, mit dem all dies erreicht wird, sind in der Zeichnung dargestellt. Dazu gehören lineare Servomotoren auf luftgelagerten Achsen, die den Die mit einer Genauigkeit von 1 µm vertikal positionieren können. Weiterhin wird in einem Tip-Tilt-Schritt die Winkelpositionierung durchgeführt, um die Koplanarität von Chip 바카라 루쥬 Die aufrechtzuerhalten. Sowohl eine Heizeinheit als auch eine Kühleinheit steuern präzise die Temperatur des Die 바카라 루쥬 die Geschwindigkeit, mit der die Temperatur zunimmt oder abnimmt. Die Unterseite dieses Komponentenstapels ist ein Vakuumspannfutter oder eine Düse, die den Die selbst hält. Eine Reihe eingebetteter Sensoren überwacht während des gesamten Vorgangs kontinuierlich die Temperatur, die ausgeübte Kraft sowie die Position 바카라 루쥬 die Ausrichtung des Die auf das Substrat.

Zu einem System für das Thermokompressionsbonden zählen die Prozessstufe des Positionieren 바카라 루쥬 Ausrichten des Die am Substrat, Heiz- 바카라 루쥬 Kühlelemente zum Steuern der Temperatur, eine Unterdruckdüse zum Halten des Die sowie diverse Transducer 바카라 루쥬 Optiksysteme (nicht dargestellt zum Überwachen 바카라 루쥬 Steuern des Prozesses.

Der TCB-Prozess beginnt auf die gleiche Weise wie das herkömmliche Flip-Chip. Es wird nämlich ein Die mit Löthöckern vorbereitet. Dann wird der Die aufgenommen, am Substrat ausgerichtet 바카라 루쥬 nach unten gefahren, bis die Höcker in Kontakt mit dem Substrat treten. Danach beginnt für den Die der Zyklus des Erwärmens 바카라 루쥬 Verfahrens.

Das Lot schmilzt 바카라 루쥬 dabei wird der Die zunächst in Richtung Substrat verfahren, dann leicht von diesem weg 바카라 루쥬 schließlich wieder hin zum Substrat verfahren. Auch die Temperatur 바카라 루쥬 die ausgeübte Kraft werden dabei variiert. Alle diese Schritte sorgen für die gute Ausrichtung 바카라 루쥬 Verbindung von Die 바카라 루쥬 Substrat, die gleichmäßige Höhe der Lötstellen 바카라 루쥬 eine fehlerfreie Verbindung.

Coherent ist ein vertikal integrierter Hersteller von Materialien 바카라 루쥬 Endkomponenten für TCB-Düsen. Wir fertigen Düsen diverser Größen 바카라 루쥬 Formen sowie mit internen Merkmalen wie diese 4H SiC-Komponente.

Hochentwickelte Materialien für Dü바카라 루쥬n

Neben den Prozessstufen, den thermischen Geräten 바카라 루쥬 Sensoren des TCB-Systems ist die Düse ein weiteres kritisches Element. Sie erfüllt drei Schlüsselaufgaben. Sie enthält erstens diverse Öffnungen oder Kanäle für den Luftstrom, die es ihr ermöglichen, als Vakuumspannfutter zu dienen. Zweitens erhält sie während des gesamten Prozesses die Ebenheit des Die (da das Vakuum das Teil sicher an der Oberfläche hält). Schließlich leitet sie die Wärme, damit die Heiz- 바카라 루쥬 Kühlelemente des TCB-Systems die Temperatur des Die variieren können.

Um diese Vorgaben zu erfüllen, muss die ideale Düse aus einem mechanisch steifen Material gefertigt sein, das sowohl zu sehr glatten als auch sehr flachen Teilen verarbeitet werden kann. Dies ist erforderlich, um den Die auch bei sich ändernden einwirkenden Kräften während des gesamten Prozesses fest 바카라 루쥬 flach zu halten.

Darüber hinaus muss das Düsenmaterial sehr wärmeleitfähig sein. Dies stellt sicher, dass durch die Heiz- 바카라 루쥬 Kühleinheit ausgelösten Temperaturänderungen schnell auf den Die übertragen werden. Der Schlüssel zum Prozesserfolg 바카라 루쥬 zur Minimierung der Gesamttaktzeit ist die Fähigkeit, die Temperatur des Die präzise steuern zu können 바카라 루쥬 sie zyklisch schnell anpassen zu können.

Nur sehr wenige Materialien erfüllen alle diese Vorgaben, aber Coherent produziert drei davon her 바카라 루쥬 stellt aus diesen einsatzbereite TCB-Düsen her. Diese Materialien sind:reaktionsgeb바카라 루쥬enes Siliziumkarbid(SiC),Einzelkristall-SiC바카라 루쥬polykristalliner Diamant. Jedes weist spezifische Eigenschaften 바카라 루쥬 Vorteile auf, die in der Tabelle zusammengefasst sind.

Alle diese Materialien sind im Vergleich zu anderen Substanzen hochgradig wärmeleitend – Diamant hat die höchste Wärmeleitfähigkeit aller Materialien. Ein wesentliches Merkmal von reaktionsgeb바카라 루쥬enem SiC ist, dass es problemlos mit allen benötigten Durchgangsöffnungen oder Kanälen hergestellt werden kann. Außerdem ist es laserbearbeitbar, um somit den sehr hohen Grad an Ebenheit 바카라 루쥬 geringer Oberflächenrauheit zu erreichen.

Ein Vorteil von Diamant 바카라 루쥬 einkristallinem SiC ist, dass diese Materialien im Bereich des sichtbaren Lichts 바카라 루쥬 nahen Infrarotlichts durchlässig sind. Dies ermöglicht den Einsatz einer breiten Palette von Messtechniken zum Ermitteln der Ebenheit, Stärke 바카라 루쥬 Parallelität der Endteile 바카라 루쥬 somit Fertigungsverfahren mit höherer Präzision.

Polykristalliner Diamant 바카라 루쥬 6H-Einkristall-SiC sind elektrische Isolatoren. Diese Eigenschaft ist aus mehreren Gründen nützlich, unter anderem schützt es den Halbleiter-Die vor Beschädigung durch elektrostatische Entladung.

Auch 바카라 루쥬 Preise der aus 바카라 루쥬sen drei Materialien hergestellten Düsen unterscheiden sich. 바카라 루쥬s ist relevant, da Düsen Verschleißteile sind, 바카라 루쥬 regelmäßig ersetzt werden.

Coherent ist ein vertikal integrierter Hersteller von TCB-Düsen. 바카라 루쥬 Integration umfasst das Züchten unserer eigenen Materialien bis hin zur Produktion der einsatzbereiten Teile. Eine Schlüsselkomponente unserer Fertigungskompetenz ist unsere Fähigkeit, sehr ebene Oberflächen herzustellen. Zudem besitzen wir 바카라 루쥬 umfangreiche Messausrüstung, um 바카라 루쥬se Ebenheit auch zu überprüfen.

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